Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвЭБШв 3х16: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвЭБШв 3х16 представляет собой силовой кабель с изоляцией жил из сшитого полиэтилена (СПЭ), с экраном из электропроводящего пластиката, броней из двух стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция жил из сшитого полиэтилена; в – внутренняя оболочка из ПВХ пластиката; Э – экран из электропроводящего пластиката; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шв – защитный шланг (внешняя оболочка) из ПВХ пластиката; 3х16 – три токопроводящие жилы сечением 16 мм² каждая.

Конструкция кабеля ПвЭБШв 3х16

Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Каждая составляющая выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Жила сечением 16 мм² выполняется из медной проволоки (как правило, по классу 2 по ГОСТ 22483 – многопроволочная). Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
• Фазная изоляция: Вокруг каждой жилы накладывается изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к трекингу и влаге.
• Экран из электропровододящего пластиката: Поверх изоляции каждой жилы накладывается экструдированный слой электропроводящего пластиката (обычно на основе полиэтилена или ПВХ с сажевым наполнителем). Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений в изоляции, и является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• Поясная изоляция: Может выполняться в виде общего для всех жил слоя из полупроводящего материала или служить разделительным слоем перед броней.
• Внутренняя оболочка (под броней): Выполняется из ПВХ пластиката. Заполняет промежутки между жилами, придает кабелю округлую форму и предохраняет нижележащие элементы от коррозии и механических повреждений стальной броней.
• Броня: Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Основная функция – защита кабеля от механических воздействий (сдавливания, ударов, растяжения), а также от грызунов.
• Защитный шланг (внешняя оболочка): Выполняется из ПВХ пластиката. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (химическим веществам, маслу, влаге) и ультрафиолетовому излучению. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель ПвЭБШв 3х16 изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 или аналогичными. Ниже приведены ключевые параметры для кабеля на номинальное напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры кабеля ПвЭБШв 3х16

Наименование параметра	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ	6/10 (12) или 10/10 (12) или 20/20 (24)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное
Количество и сечение жил, мм²	3 х 16	Все жилы основного сечения
Материал жилы	Медь	Класс гибкости 1 или 2
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	+90	Длительный режим работы
Максимальная температура при перегрузке, °C	+130	Допустима не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы
Максимальная температура при КЗ, °C	+250	Длительность КЗ не более 5 с
Минимальная температура прокладки, °C	-15	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля	Для многожильных кабелей с броней
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	100	При температуре +20°C
Строительная длина, м	Не менее 150	Может быть оговорена в заказе
Срок службы	Не менее 30 лет	При соблюдении условий эксплуатации и монтажа

Таблица 2. Данные по допустимому длительному току нагрузки (I_доп) для кабеля ПвЭБШв 3х16 (10 кВ) при различных условиях прокладки

Условия прокладки	Температура земли/воздуха, °C	Iдоп, А	Пояснения
В земле (траншее)	+15	115	Теплостойкость земли 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м, расстояние между кабелями в свету 100 мм
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле)	+25	105	Прокладка одиночного кабеля на воздухе с естественным охлаждением
В воздухе (в помещении)	+25	100	Учет ухудшенных условий теплоотдачи в закрытых пространствах

Примечание: Значения токов приведены ориентировочно. Точный расчет I_доп должен производиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру среды, количество работающих кабелей в пучке, глубину заложения и т.д.).

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвЭБШв 3х16 предназначен для эксплуатации в сетях среднего класса напряжения 6-20 кВ. Благодаря наличию брони и защитной оболочки из ПВХ, он является универсальным и может применяться в различных условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ применения. Броня защищает кабель от механических повреждений при раскопках, давления грунта, а ПВХ шланг – от почвенной коррозии и агрессивных грунтовых вод. Обязательна подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от возможных падений предметов, растяжения. Кабель может крепиться на лотках и кронштейнах.
• Прокладка в помещениях, включая производственные цеха с наличием вибрации: Внешняя оболочка из ПВХ не распространяет горение при одиночной прокладке (категория исполнения «нг» требует отдельного уточнения в ТУ).
• Взрывоопасные зоны: Может применяться при условии соответствия дополнительным требованиям к монтажу и заделке концов.

Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) без несущего троса не рекомендуется из-за значительного собственного веса кабеля. Для воздушных линий следует применять специальные марки, например, СИП или кабели с несущим тросом.

Преимущества и недостатки кабеля ПвЭБШв 3х16 по сравнению с аналогами

Сравнение проводится преимущественно с кабелями старого поколения с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ) и с современными кабелями в алюминиевой оболочке.

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ не подвержен старению из-за гигроскопичности, как бумажная изоляция. Отсутствие миграции масла исключает риск образования пустот и пробоев.
• Большая допустимая температура и перегрузочная способность: Рабочая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Упрощенный монтаж и обслуживание: Не требуется сложная система подпитки маслом, допустимы большие перепады по высоте трассы. Концевые муфты монтируются проще и быстрее.
• Пожаро-безопасность: СПЭ не поддерживает горение, в отличие от масла в бумажной изоляции.
• Механическая прочность: Стальная броня обеспечивает лучшую защиту от повреждений, чем гофрированная алюминиевая оболочка (как в кабелях ПвПБШп).

Недостатки:

• Высокая стоимость: Медная жила и технология производства СПЭ делают кабель дороже аналогов с алюминиевыми жилами или бумажной изоляцией.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении внешней оболочки и брони существует риск проникновения влаги к экрану, что может привести к водному древлению изоляции СПЭ и последующему пробою.
• Больший вес и радиус изгиба по сравнению с безброневыми модификациями, что усложняет монтаж на сложных трассах.

Маркировка, транспортировка и хранение

На внешней оболочке кабеля через каждые 300-500 мм наносится несмываемая маркировка, содержащая: торговую марку завода-изготовителя, марку кабеля (ПвЭБШв), номинальное напряжение (кВ), количество и сечение жил (3х16), дату изготовления (год и месяц), длину в метрах. Кабель поставляется на деревянных или металлических барабанах. Транспортировка должна осуществляться с закрепленными барабанами. Хранить кабель следует под навесом или в закрытом помещении, без прямого воздействия солнечных лучей, вдали от отопительных приборов. Барабаны необходимо перекатывать не реже одного раза в 6 месяцев.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля ПвЭБШв 3х16 должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций по монтажу. Основные этапы:

1. Подготовка трассы: Для прокладки в земле – рытье траншеи с песчаной подушкой. Для прокладки в воздухе – установка лотков, кронштейнов, несущего троса.
2. Раскатка кабеля: Запрещено сбрасывать барабаны с транспортного средства. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, не допуская механических повреждений оболочки и превышения минимального радиуса изгиба (15D).
3. Монтаж соединительных и концевых муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты (СТп, СТО). Процесс включает разделку конца кабеля с ступенчатой зачисткой изоляции, монтаж экрана, установку изоляционных элементов и герметизацию.
4. Засыпка/закрепление: При прокладке в земле – засыпка песком, укладка защитных плит или кирпича, монтаж сигнальной ленты, обратная засыпка грунтом. При прокладке на конструкциях – надежное крепление кабеля хомутами.
5. Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением выпрямленного тока (например, 42 кВ для кабеля 10 кВ в течение 10 минут) и измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвЭБШв от ПвБШв?

Буква «Э» в маркировке ПвЭБШв указывает на наличие экрана из электропроводящего пластиката поверх изоляции каждой жилы. В марке ПвБШв такого экрана нет. Экран является обязательным для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, так как выравнивает электрическое поле. Кабели без экрана (как ПвБШв) применяются на напряжения 0.66 и 1 кВ.

Можно ли проложить кабель ПвЭБШв 3х16 в воде?

Нет, прямое погружение в воду не допускается. Конструкция кабеля (броня из стальных лент) не является герметичной. При длительном нахождении в воде влага проникнет через внешнюю ПВХ оболочку и вызовет коррозию брони, а в дальнейшем – повреждение изоляции. Для прокладки в воде применяются кабели со свинцовой или алюминиевой герметичной оболочкой (например, ПвП).

Какой аналог с алюминиевой жилой у данного кабеля?

Прямым аналогом с алюминиевыми токопроводящими жилами является кабель АПвЭБШв 3х16. Буква «А» в начале марки означает алюминиевую жилу. Его электрические характеристики (допустимый ток, потери) будут иными из-за другого материала жилы, но конструкция и области применения идентичны.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта?

Номинальное напряжение кабеля (6/10, 10/10, 20/20 кВ) должно быть не ниже, чем номинальное напряжение сети, в которую он включается. Например, для сети 10 кВ с изолированной нейтралью, где напряжение между фазой и землей составляет 10/√3 ≈ 5.8 кВ, подходит кабель на 6/10 кВ. Для сеть 10 кВ с эффективно заземленной нейтралью или с большим запасом по перенапряжениям выбирают кабель на 10/10 кВ. Окончательный выбор должен быть обоснован расчетами в проектной документации.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, обязательно. Помимо песчаной подсыпки, рекомендуется защита сверху кирпичом, асбоцементными или полимерными плитами. Это защитит кабель от повреждения при последующих раскопках. Над трассой на глубине 0.25-0.3 м от поверхности должна быть уложена сигнальная лента с предупреждающей надписью «Осторожно кабель!».

Какой мегаомметр использовать для измерения сопротивления изоляции?

Для кабеля на напряжение 10 кВ измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на напряжение 2500 В. Измеряется сопротивление изоляции между каждой жилой и остальными жилами, соединенными с броней и экраном. Полученное значение (в МОм) пересчитывается на 1 км длины и должно быть не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.

Можно ли соединять кабели ПвЭБШв разных сечений или от разных производителей в одну линию?

Соединение кабелей разного сечения в одну непрерывную линию крайне нежелательно и требует специального теплового и уставочного расчета защит. Что касается производителей, то формально кабели, соответствующие одним ТУ, соединять можно. Однако на практике различия в геометрии жил, толщинах изоляции и экрана могут создать трудности при качественном монтаже соединительной муфты. Рекомендуется использовать кабель одной партии и одного производителя на всей линии.